package com.xx.bysj.utils;

import cn.hutool.core.util.BooleanUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.json.JSONObject;
import cn.hutool.json.JSONUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import javax.annotation.Resource;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.function.Function;

import static com.xx.bysj.utils.RedisConstants.CACHE_NULL_TTL;
import static com.xx.bysj.utils.RedisConstants.LOCK_KEY;

@Slf4j
@Component
public class RedisCacheUtils {
    // redis调用工具
    @Resource
    private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedisCacheUtils.class);

    // 线程池
    private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);

    /**
     * 构造函数注入
     *
     * @param stringRedisTemplate
     */
    public RedisCacheUtils(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }

    /**
     * 通用缓存Set
     *
     * @param key      存入redis的标识
     * @param value    存入redis的对象
     * @param time     过期时间
     * @param timeUnit 时间单位
     */
    public void setCommonCache(String key, Object value, Long time, TimeUnit timeUnit) {
        try {
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(value), time, timeUnit);
        } catch (Exception e) {
            logger.debug(e.toString());
            throw new RuntimeException("redis存储缓存失败");
        }
    }

    /**
     * 逻辑过期时间缓存Set
     *
     * @param key      存入redis的标识
     * @param value    存入redis的对象
     * @param time     过期时间
     * @param timeUnit 时间单位
     */
    public void setLogicalExpireCache(String key, Object value, Long time, TimeUnit timeUnit) {
        try {
            RedisData redisData = new RedisData();
            redisData.setData(value);
            // LocalDateTime.now() 当前时间
            // plusSeconds 添加秒
            // timeUnit.toSeconds 转化为秒
            redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(timeUnit.toSeconds(time)));
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
        } catch (Exception e) {
            logger.debug(e.toString());
            throw new RuntimeException("redis存储逻辑过期缓存失败");
        }
    }

    /**
     * 查询缓存，传参不为id的使用该方法
     *
     * @param keyPrefix  Key前缀
     * @param id         id
     * @param param      入参
     * @param type       返回类的类型
     * @param dbFallBack 数据库回调方法
     * @param time       时间
     * @param timeUnit   时间单位
     * @param <R>        返回值泛型
     * @param <Id>       Id泛型
     * @return
     */
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public <R, Id, parameter> R queryWithPassThrough(String keyPrefix, Id id, parameter param, Class<R> type, Function<parameter, R> dbFallBack, Long time, TimeUnit timeUnit) {
        // 1.从redis 查缓存
        String key = keyPrefix + id;
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isNotBlank(json)) {
            // 3.存在直接返回
            return JSONUtil.toBean(json, type);
        }
        // 判断是否为空值 存储空对象 防止缓存穿透 (缓存穿透最优解法布隆拦截器)
        if (null != json) {
            // 返回错误信息
            return null;
        }
        // 4.不存在，执行方法
        R r = dbFallBack.apply(param);
        // 5.不存在，返回错误
        if (null == r) {
            // 将空值写入redis 防止缓存穿透  --------- 解决缓存穿透
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
            return null;
        }
        // 6.写入redis 并设置超时时间
        this.setCommonCache(key, r, time, timeUnit);
        //7.返回
        return r;
    }

    /**
     * 查询缓存 入参为Id的不用再传一次Id
     *
     * @param keyPrefix   Key前缀
     * @param param       入参
     * @param type        返回类的类型
     * @param dbFallBack  数据库回调方法
     * @param time        时间
     * @param timeUnit    时间单位
     * @param <R>         返回值泛型
     * @param <parameter> parameter泛型
     * @return
     */
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public <R, parameter> R queryWithPassThrough(String keyPrefix, parameter param, Class<R> type, Function<parameter, R> dbFallBack, Long time, TimeUnit timeUnit) {
        // 1.从redis 查缓存
        String key = keyPrefix + param;
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isNotBlank(json)) {
            // 3.存在直接返回
            return JSONUtil.toBean(json, type);
        }
        // 判断是否为空值 存储空对象 防止缓存穿透 (缓存穿透最优解法布隆拦截器)
        if (null != json) {
            // 返回错误信息
            return null;
        }
        // 4.不存在，执行方法
        R r = dbFallBack.apply(param);
        // 5.不存在，返回错误
        if (null == r) {
            // 将空值写入redis 防止缓存穿透  --------- 解决缓存穿透
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
            return null;
        }
        // 6.写入redis 并设置超时时间
        this.setCommonCache(key, r, time, timeUnit);
        //7.返回
        return r;
    }

    /**
     * 查询逻辑过期缓存
     *
     * @param keyPrefix  Key前缀
     * @param id         id
     * @param type       返回类的类型
     * @param dbFallBack 数据库回调方法
     * @param time       时间
     * @param timeUnit   时间单位
     * @param <R>        返回值泛型
     * @param <Id>       Id泛型
     * @return
     */
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public <R, Id> R queryWithLogicalExpire(String keyPrefix, Id id, Class<R> type, Function<Id, R> dbFallBack, Long time, TimeUnit timeUnit) {
        // 1.从redis 查缓存
        String key = keyPrefix + id;
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isBlank(shopJson)) {
            // 3.不存在直接返回null
            return null;
        }
        // 4.命中，需要把JSON反序列化为对象
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(shopJson, RedisData.class);
        R r = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), type);
        LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();
        // 5. 判断是否过期
        if (expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())) {
            // 5.1 未过期 直接返回
            return r;
        }
        // 5.2 过期，需要缓存重建
        // 6.1 获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_KEY + keyPrefix + id;
        boolean isLock = tryLock(lockKey);
        // 6.2 判断是否获取成功
        if (isLock) {
            // 6.3 成功，开启独立线程，实现缓存重建
            // 获取锁成功后应该再一次检测redis缓存是否过期，如果存在则无需再次重建缓存    高并发场景避免多次重建
            // 当线程A拿到锁重构缓存时，B判断缓存过期，等B申请锁时，A线程已经完成工作，如果不再次检测可能会导致高并发场景下多次重建
            String shopJsonNew = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
            if (StrUtil.isBlank(shopJsonNew)) {
                return null;
            }
            RedisData redisDataNew = JSONUtil.toBean(shopJsonNew, RedisData.class);
            R r1 = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisDataNew.getData(), type);
            LocalDateTime expireTimeNew = redisDataNew.getExpireTime();
            if (expireTimeNew.isAfter(LocalDateTime.now())) {
                // 说明已经存在另一个线程重构完成了，不需要再次重构了
                return r1;
            }
            // 成功开启独立线程。实现缓存重建
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
                try {
                    // 查询数据库
                    R setR = dbFallBack.apply(id);
                    // 写入逻辑过期缓存
                    this.setLogicalExpireCache(key, setR, time, timeUnit);
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException("缓存重建失败");
                } finally {
                    // 释放锁
                    unLock(lockKey);
                }
            });
        }
        // 6.4 失败 返回过期的商铺信息
        return r;
    }

    /**
     * 采用缓存过期方案，更新数据库，删除缓存，保证redis和数据库一致
     *
     * @param key      缓存key
     * @param value    更新对象
     * @param updateDb 更新方法
     * @param <R>      泛型
     * @return
     */
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public <R> Boolean updateCacheCommon(String key, R value, Function<R, Boolean> updateDb) {
        // 更新数据库
        Boolean flag = updateDb.apply(value);
        // 删除缓存
        if (flag) {
            stringRedisTemplate.delete(key);
        }
        return flag;
    }

    /**
     * 逻辑过期采用的更新方案
     *
     * @param key      缓存key
     * @param value    更新对象
     * @param time     时间
     * @param timeUnit 单位
     * @param updateDb 更新方法
     * @param <R>      泛型
     * @return
     */
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public <R> Boolean updateLogical(String key, R value, Long time, TimeUnit timeUnit, Function<R, Boolean> updateDb) {
        // 1.更新缓存
        this.setLogicalExpireCache(key, value, time, timeUnit);
        // 2.更新数据库
        Boolean flag = updateDb.apply(value);
        return flag;
    }

    /**
     * 缓存击穿使用互斥锁解决方案(数据库调用方法不是Id时走该方法)
     *
     * @param keyPrefix   前缀
     * @param id          唯一性标识
     * @param param       入参
     * @param type        类型
     * @param dbFallBack  调用方法
     * @param time        时间
     * @param timeUnit    单位
     * @param <R>         返回值泛型
     * @param <parameter> 入参泛型
     * @return
     */
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public <R, parameter, Id> R queryWithMutex(String keyPrefix, Id id, parameter param, Class<R> type, Function<parameter, R> dbFallBack, Long time, TimeUnit timeUnit) {
        // 1.从redis 查缓存
        String key = keyPrefix + id;
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isNotBlank(json)) {
            // 3.存在直接返回
            R r = JSONUtil.toBean(json, type);
            return r;
        }
        // TODO 判断是否为空值 防止缓存穿透 (缓存穿透最优解法布隆拦截器)
        if (null != json) {
            // 返回错误信息
            return null;
        }
        // TODO 使用互斥锁解决缓存击穿问题
        // 4.实现缓存重建
        // 4.1 获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_KEY + keyPrefix + id;
        R r = null;
        try {
            boolean isLock = tryLock(lockKey);
            // 4.2 判断是否获取成功
            if (!isLock) {
                // 4.3 失败，则休眠重试
                Thread.sleep(50);
                // 递归执行该方法
                return queryWithMutex(keyPrefix, id, param, type, dbFallBack, time, timeUnit);
            }
            // 4.4 成功，根据id查询数据库
            r = dbFallBack.apply(param);
            // 5.不存在，返回错误
            if (null == r) {
                // TODO 将空值写入redis 防止缓存穿透
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
                return null;
            }
            // 6.写入redis 并设置超时时间
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(r), time, timeUnit);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //7.释放互斥锁
            unLock(lockKey);
        }
        //7.返回
        return r;
    }

    /**
     * 缓存击穿使用互斥锁解决方案(入参为id是走该方法)
     *
     * @param keyPrefix   前缀
     * @param param       入参
     * @param type        类型
     * @param dbFallBack  调用方法
     * @param time        时间
     * @param timeUnit    单位
     * @param <R>         返回值泛型
     * @param <parameter> 入参泛型
     * @return
     */
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public <R, parameter, Id> R queryWithMutex(String keyPrefix, parameter param, Class<R> type, Function<parameter, R> dbFallBack, Long time, TimeUnit timeUnit) {
        // 1.从redis 查缓存
        String key = keyPrefix + param;
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isNotBlank(json)) {
            // 3.存在直接返回
            R r = JSONUtil.toBean(json, type);
            return r;
        }
        // TODO 判断是否为空值 防止缓存穿透 (缓存穿透最优解法布隆拦截器)
        if (null != json) {
            // 返回错误信息
            return null;
        }
        // TODO 使用互斥锁解决缓存击穿问题
        // 4.实现缓存重建
        // 4.1 获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_KEY + keyPrefix + param;
        R r = null;
        try {
            boolean isLock = tryLock(lockKey);
            // 4.2 判断是否获取成功
            if (!isLock) {
                // 4.3 失败，则休眠重试
                Thread.sleep(50);
                // 递归执行该方法
                return queryWithMutex(keyPrefix, param, type, dbFallBack, time, timeUnit);
            }
            // 4.4 成功，根据id查询数据库
            r = dbFallBack.apply(param);
            // 5.不存在，返回错误
            if (null == r) {
                // TODO 将空值写入redis 防止缓存穿透
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
                return null;
            }
            // 6.写入redis 并设置超时时间
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(r), time, timeUnit);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //7.释放互斥锁
            unLock(lockKey);
        }
        //7.返回
        return r;
    }


    /**
     * 添加互斥锁
     *
     * @param key
     * @return
     */
    private boolean tryLock(String key) {
        // setnx 15秒 setIfAbsent添加唯一性的数据，存在则返回false，不存在存储数据并返回true
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 15, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }

    /**
     * 释放互斥锁
     *
     * @param key
     */
    private void unLock(String key) {
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }
}
